1,抗磁性
当磁化强度M为负时,固体表现出抗磁性。诸如铋、铜、银和金等金属具有这种性质。在外加磁场中,磁化介质内部的磁感应小于真空中的磁感应M。抗磁物质的原子(离子)磁矩应为零,即不存在永久磁矩。当将抗磁材料置于外磁场中时,外磁场改变电子轨道,并诱导出与外磁场方向相反的磁矩,表示为抗磁性。因此,抗磁性来源于原子中电子轨道状态的变化。抗磁材料的抗磁电阻一般较弱,磁化率H一般在-10-5左右,为负值。
2,顺
顺磁材料的主要特点是无论外加磁场是否存在,原子内部都存在永久磁矩。但是,在没有外部磁场的情况下,由于顺磁性物质的原子发生不规则的热振动,在宏观上,不存在磁性;在外加磁场的作用下,每个原子的磁矩方向相对有规律,物质表现出极弱的磁性能。磁化强度与外磁场方向一致,为正,严格与外磁场H成正比,顺磁材料的磁性能除与温度H有关外,还与温度H有关,其磁化率H与绝对温度t成反比,其中C称为居里常数,取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩的大小。顺磁材料的磁化率一般较小,室温下H约为10。一般来说,含有奇数个电子的原子或分子,如过渡元素、稀土元素、钢元素,以及铝、铂等金属,不充满壳层,是顺磁性物质。
3、铁磁性
对于Fe、Co、Ni等材料,在室温下磁化率可达10-3个数量级,这类材料的磁性被称为铁磁性。铁磁材料即使在弱磁场中也能获得极高的磁化强度,在除去外部磁场后仍能保持强磁性能。磁化率为正值,但当外场增大时,由于磁化强度迅速达到饱和,其H变小。
铁磁材料具有很强的磁性,主要是由于其内部交换场强。铁磁材料的交换能为正且大,使相邻原子的磁矩平行定向(对应于稳态),在材料内部形成许多小区域,即磁畴。每个磁畴大约有1015个原子。这些原子的磁矩排列方向相同,假设晶体内部有一个强的内部场,称为“分子场”,“分子场”足以自动将每个磁畴磁化到饱和。
这种自发磁化称为自发磁化。由于它的存在,铁磁材料可以在弱磁场中被强磁化。因此,自发磁化是铁磁材料的基本特征,也是铁磁材料与顺磁物质的区别所在。
铁磁体的铁磁性只在一定温度以下才表现出来。半岛综合体育官方登录在此温度以上,由于材料内部的热乱流,铁磁体的自发磁化变为零,铁磁强度消失。这个温度叫做居里点。在居里点以上,材料表现出较强的顺磁性,其磁化率与温度的关系服从居里外定律为C,即居里常数。
4、反铁磁性的
反铁磁性是指电子自旋以反平行的方式排列。在同一亚晶格内,存在自发磁化,电子磁矩排列方向一致;在不同的子晶格中,电子磁矩的排列方向相反。两个子晶格的自发磁化强度大小相同,方向与整个晶体相反。反铁磁材料多为MnO等非金属化合物。
在任何温度下都观察不到反铁磁材料的自发磁化,因此宏观性质为顺磁性,M和H方向一致,磁化率为正。当温度高时,它极小;温度逐渐降低并逐渐升高。在一定温度下,达到最大值。它被称为反铁磁物质的居里点或尼尔点。尼尔点存在的解释是,在很低的温度下,由于相邻原子的自旋完全逆转,磁矩几乎完全抵消,因此磁化率几乎接近于零。当温度升高时,自旋反转效应减弱而增强。当温度上升到尼尔点以上时,热乱流的影响较大,反铁磁体具有与顺磁体相同的磁化行为。
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